ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.02.2019
Просмотров: 6206
Скачиваний: 1
Тормозное излучение для тяжелых частиц
Учитывая зависимость
для частицы
m
1
Для
π-
мезона и
p
получаем:
2
/
1 /
d
dE
m
1
2
1
(
/
)
m
е
кр
кр
e
E
E
m
m
5
6
10
и
4 10
e
e
кр
кр
кр
к
p
р
E
E
E
E
мезона и
р
Тормозное излучение отличается от процесса ионизационных потерь.
Сброс энергии на излучение может происходить большими порциями.
Это следует из спектра потерь:
В любой части энергетического спектра излучения одинаковая доля
потерянной энергии равновероятна. Сброс энергии может происходить
большими порциями за малое число взаимодействий.
1
2
1
E
рад
E
dE
d
E
dE
E
dE
const
dE
E
dx
dE
E
Тормозное излучение наиболее характерно для электронов, другие
частицы практически не участвуют в этом процессе.
«
Черенковское, синхротронное и
переходное излучение»
Условие для возникновения черенковского света
Черенковский свет образуется при движении частицы со скоростью,
превышающей скорость распространения света в данной среде
β>1/n
,
или
что тоже самое
V >(c/n),
где
n
– оптический показатель преломления света.
При
V <(c/n)
поляризация окружающих
атомов квазисферически симметрична.
Такая поляризация должна вызывать
сферическую электромагнитную волну –
но таких волн нет в природе. Излучение
не возникает.
При
V >(c/n)
электрическое поле
вытянуто поперек движения и не
обладает сферической симметрией.
При деполяризации атомов может
возникнуть э/м волна.
+
-
+
-
+ -
+ -
+ -
+ -
+
-
+ -
+ -
+ -
+ -
+
-
+ -
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+ -
+ -
v
c
n
v
c
n
Фронт этой волны строится по принципу
Гюйгенса. Угол θ получается из
геометрического соотношения
cosθ=1/nβ →
предельные случаи:
Направленность излучения
Для полистирола (
n=1,59
)
значение
β
мин
=0,63
.
Это соответствует
минимальной энергии электрона
2
2
2
1
1
1
0, 5
1
0, 65
1
1 0, 63
мин
e
e
T
m c
МэВ
-
минимальное значение
β
:
β
мин
=1/n
(для
cosθ=1/n
)
излучение
направлено вдоль траектории частицы
-
максимальный угол фронта излучения
θ
max
=arccos(1/n
)
Интенсивность излучения
Интенсивность черенковского излучения на единицу длины пути (1 см) в
единичном интервале частот (c
-1
) (Франк и Тамм)
Из этой формулы следует:
2 2
2
2
2
4
1
1
e z
hc
n
max
1
-
спектр одинаков для частиц разных типов (
е
-
, π+ , р+ …
) при
одинаковом по величине заряде
z
;
-
число фотонов пропорционально квадрату заряда налетающей
частицы –
z
2
;
-
с ростом скорости β число фотонов растет и достигает
значения при
-
распределение спектра - равномерное, не зависит от частоты
фотонов. Энергия сосредоточена в коротко-волновой (синей)
части спектра.